(57)【要約】【課題】簡素な構造で静音化が実現できるポリゴンミラースキャナモータを提供する。【解決手段】ポリゴンミラー１１２と、軸方向においてポリゴンミラー１１２に隣接する位置に配置された天板１１３を備え、天板１１３は、ポリゴンミラー１１２よりも大きい半径を有し、天板１１３のポリゴンミラー１１２に対向しない面は、回転中心から外縁に向かって傾斜した傾斜部１１３ｂを有し、この傾斜部１１３ｂの部分において、天板１１３の径方向における厚みが変化している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリゴンミラーと、
軸方向において前記ポリゴンミラーに隣接する位置に配置された円盤状の部材と
を備え、
前記円盤状の部材は、前記ポリゴンミラーよりも大きい半径を有し、
前記円盤状の部材の前記ポリゴンミラーに対向しない面は、回転中心から外縁に向かって傾斜した部分を有し、該傾斜した部分において、前記円盤状の部材の厚みが径方向において変化していることを特徴とするポリゴンミラースキャナモータ。
【請求項２】
前記円盤状の部材は、回転中心側に位置する厚みが一様な部分と、その外側の前記傾斜した部分とを有することを特徴とする請求項１に記載のポリゴンミラースキャナモータ。
【請求項３】
前記円盤状の部材における前記傾斜した部分の裏面は平坦な面であり、該平坦な面が前記ポリゴンミラーに接触していることを特徴とする請求項２に記載のポリゴンミラースキャナモータ。
【請求項４】
前記円盤状の部材は、一対あり、
該一対の円盤状の部材により前記ポリゴンミラーが挟まれていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のポリゴンミラースキャナモータ。
【請求項５】
前記傾斜構造の部分で前記円盤状の部材の厚みが回転中心から外縁に向かって徐々に厚くなっていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のポリゴンミラースキャナモータ。
【請求項６】
前記傾斜構造の部分で前記円盤状の部材の厚みが回転中心から外縁に向かって徐々に薄くなっていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のポリゴンミラースキャナモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静音化した構造に特徴のあるポリゴンミラースキャナモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリゴンスキャンミラーにおいて、ポリゴンミラーの上部に円板を取り付け、ミラー鏡面付近の風切り音を低減し、更にミラー鏡面におけるゴミの付着等の汚損を防止する構造が知られている（例えば、特許文献１および特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２６７９９０号公報
【特許文献２】特開平９−１２７４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、モータが高速回転になるほど、今度は円板の風切り音が問題となる。なお、ＬＳＵ（レーザースキャンユニット）を完全に密封した構造の場合、風切り音の音漏れが抑えられるが、密封構造のため部品点数が多くなり、また構造が複雑化するデメリットがある。
【０００５】
このような背景において、本発明は、簡素な構造で静音化が実現できるポリゴンミラースキャナモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、ポリゴンミラーと、軸方向において前記ポリゴンミラーに隣接する位置に配置された円盤状の部材とを備え、前記円盤状の部材は、前記ポリゴンミラーよりも大きい半径を有し、前記円盤状の部材の前記ポリゴンミラーに対向しない面は、回転中心から外縁に向かって傾斜した部分を有し、該傾斜した部分において、前記円盤状の部材の厚みが径方向において変化していることを特徴とするポリゴンミラースキャナモータである。請求項１に記載の発明によれば、円盤状の部材に回転中心から外縁に向かって傾斜した部分を設けることで、回転時における風切り音を抑える効果が得られる。この構造は、従来の構造に比較して、円盤状の部材の形状を変更するだけでよいので、部品点数は増加せず、また構造も複雑化しない。なお、ポリゴンミラーの半径は、当該ポリゴンミラーの回転中心からの半径が最大の部分の値として把握される。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記円盤状の部材は、回転中心側に位置する厚みが一様な部分と、その外側の前記傾斜した部分とを有することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記円盤状の部材における前記傾斜した部分の裏面は平坦な面であり、該平坦な面が前記ポリゴンミラーに接触していることを特徴とする。請求項３に記載の発明によれば、円盤状の部材とポリゴンミラーとの間に隙間が生じないので、円盤状の部材とポリゴンミラーとの間に隙間が存在する場合に、この隙間に起因して発生する風切り音が発生しない。また、上記の隙間に塵等が進入する問題が生じない。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発明において、前記円盤状の部材は、一対あり、該一対の円盤状の部材により前記ポリゴンミラーが挟まれていることを特徴とする。請求項４に記載の発明によれば、軸方向の上下からポリゴンミラーが円盤状の部材によって挟まれるので、ポリゴンミラーの風切り音の低減効果がより効果的に得られる。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発明において、前記傾斜構造の部分で前記円盤状の部材の厚みが回転中心から外縁に向かって徐々に厚くなっていることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発明において、前記傾斜構造の部分で前記円盤状の部材の厚みが回転中心から外縁に向かって徐々に薄くなっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、簡素な構造で静音化が実現できるポリゴンミラースキャナモータが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】発明の実施形態のポリゴンミラースキャナモータの断面図（Ａ）、天板の断面図（Ｂ）および天板の上面図（Ｃ）である。
【図２】従来技術におけるポリゴンミラースキャナモータの断面図（Ａ）、天板の断面図（Ｂ）および天板の上面図（Ｃ）である。
【図３】発明の実施形態と比較例が発生する騒音を測定した結果を示すグラフである。
【図４】発明の実施形態の回転時における気流の流れを示す概念図（Ａ）と比較例の回転時における気流の流れを示す概念図（Ｂ）である。
【図５】発明の他の実施形態のポリゴンミラースキャナモータの断面図（Ａ）、天板の断面図（Ｂ）および天板の上面図（Ｃ）である。
【図６】発明の他の実施形態の回転時における気流の流れを示す概念図である。
【図７】発明の他の実施形態のポリゴンミラースキャナモータの断面図である。
【図８】発明の他の実施形態のポリゴンミラースキャナモータの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
１．第１の実施形態
図１（Ａ）には、発明の実施形態であるポリゴンミラースキャナモータ１００が示されている。ポリゴンミラースキャナモータ１００は、ポリゴンスミラーとモータを一体化した構造を有している。ポリゴンミラースキャナモータ１００は、略円筒形状を有したステータハウジング１０１を備えている。ステータハウジング１０１には、軟磁性材料の薄板を積層することで構成されたステータコア１０２が固定されている。軸方向から見ると、ステータコア１０２は、軸から離れる方向に延在する複数の突極を有しており、この突極にステータコイル１０３が巻回されている。ステータコア１０２とステータコイル１０３の構造は、通常のポリゴンスキャンミラーにおけるものと同じである。
【００１５】
略円筒形状を有するステータハウジング１０１の内側には、回転軸となるシャフト１０５が回転自在な状態で保持されている。シャフト１０５の外周面には、動圧溝１０５ａ，１０５ｂが形成されている。動圧溝１０５ａ，１０５ｂの部分が、僅かな隙間を隔ててステータハウジング１０１の内周面に対向しており、この隙間の部分に潤滑剤が充填されることで、流体軸受部１０６，１０７が形成されている。流体軸受部１０６，１０７により、シャフト１０５がステータハウジング１０１に対して滑らかに回転する構造が得られている。
【００１６】
シャフト１０５の下端は、スラスト受け板１０８によって支えられ、スラスト受け板１０８は、固定板１０９によって、ステータハウジング１０１に固定されている。符号１０４は、回路パターンが形成された基板であり、ステータコイル１０３からのリード線が接続されている。
【００１７】
シャフト１０５の上部には、非磁性の材料により構成されたロータフレーム１１０が取り付けられている。ロータフレーム１１０は、円盤部分１１０ａとその外縁部分から軸方向に延在した円筒部分１１０ｂを有しており、この円筒部分１１０ｂの内側に永久磁石により構成されるロータマグネット１１１が取り付けられている。ロータマグネット１１１は、ステータコア１０２における突極の先端の部分に対向する位置に固定されている。
【００１８】
ロータフレーム１１０に接して、その上部には、ポリゴンミラー１１２が配置されている。ポリゴンミラー１１２は、一般的なポリゴンミラーであり、軸方向から見て正五角形等の正多角形の形状を有している。ポリゴンミラー１１２に接してその上部には、風切り音低減板である天板１１３が配置されている。天板１１３は、軸方向から見て円形を有した円盤状の部材であり、シャフト１０５に圧入された板バネ１１４によって、ポリゴンミラー１１２をロータフレーム１１０に押し付けた状態でシャフト１０５に固定されている。
【００１９】
天板１１３は、ポリゴンミラー１１２に対向する面が平坦面とされ、この平坦面の部分でポリゴンミラー１１２に接触している。この天板１１３のポリゴンミラー１１２に対向する面と反対側の面（図の上面）は、平坦部１１３ａと傾斜部１１３ｂを組み合わせた構造を有している。平坦部１１３ａは、軸中心側（シャフト１０５側）の部分であり、その部分では天板１１３の厚みが径方向で一様な値を有している。
【００２０】
傾斜部１１３ｂは、平坦部１１３ａの外側（軸中心から離れる方向側）の部分であり、天板１１３の外縁に向かって天板１１３の厚みが徐々に厚くなっている部分である。傾斜部１１３ｂの裏面側のポリゴンミラー１１２に接する部分は平坦面であり、傾斜部１１３ｂの上面は、回転中心の方向から外縁の方向に向かって上る傾斜の形状を有している。すなわち、傾斜部１１３ｂは、回転軸に垂直な方向から見て、一方の面（ポリゴンミラー１１２に対向する面）が平坦で、他方の面（ポリゴンミラー１１２に対向しない面）が外縁に向かって徐々に厚みが厚くなるテーパ状の断面形状を有している。また、天板１１３の半径は、軸方向から見てポリゴンミラー１１２が天板１１３に隠れる寸法、すなわち、天板１１３の半径が、多角形形状のポリゴンミラー１１２の最大半径よりも大きな値となる寸法に設定されている。
【００２１】
（実証試験の結果）
図２には、比較例のポリゴンミラースキャナモータ２００が示されている。ポリゴンミラースキャナモータ２００は、図１のポリゴンミラースキャナモータ１００における天板１１３を天板２０１に交換したものである。天板２０１は、天板１１３における傾斜部１１３ａが設けられておらず、径方向における厚みが一様な構造を有している。
【００２２】
図３には、発明の実施形態であるポリゴンミラースキャナモータ１００の回転時における騒音と、図２に示す比較例のポリゴンミラースキャナモータ２００の回転時における騒音を騒音計によって測定した結果が示されている。ここで、比較の対象となる２つのポリゴンミラースキャナモータの動作条件は同じで、例えば、水平方向１ｍの距離に配置し、ポリゴンミラースキャナモータを３５０００回転で駆動して測定を行っている。図３から判るように、発明を利用した実施形態では、発明を利用しない比較例に比較して、騒音量を１５％低減することができる。
【００２３】
図３に示すような騒音低減効果が得られたのは、以下の理由による。図４（Ａ）には、発明の実施形態のポリゴンミラースキャナモータ１００の回転時における空気の流れが概念的に示されている。図４（Ｂ）には、比較例のポリゴンミラースキャナモータ２００の回転時における空気の流れが概念的に示されている。
【００２４】
図４（Ａ）に示すように、実施形態のポリゴンミラースキャナモータ１００は、天板１１３の傾斜部１１３ｂの部分で気流の流れが分散される。これに対して、比較例のポリゴンミラースキャナモータ２００は、天板２０１に天板１１３の傾斜部１１３ｂに相当する部分がなく、平坦であるので、気流がそのまま分散されずに外側に向かって流れる。このため、ポリゴンミラースキャナモータ２００では、天板２０１の側面に回りこむ空気の流量が、ポリゴンミラースキャナモータ１００における天板１１３の側面に回りこむ流量に比較して多くなる。この違いに起因して、ポリゴンミラースキャナモータ２００の方が、風切り音が大きくなる。
【００２５】
（優位性）
円盤形状を有する天板１１３のポリゴンミラー１１２に対向しない面の外周側の部分を外縁に向かって傾斜させ、厚みが徐々に増大する構造とすることで、そうでない構造を採用した場合に比較して動作時の騒音を低減し、静音化することができる。
【００２６】
２． 第２の実施形態
以下、図１とは異なる発明の他の実施形態を説明する。図５には、発明の他の実施形態であるポリゴンミラースキャナモータ４００が示されている。図１のポリゴンミラースキャナモータ１００と図５のポリゴンスミラースキャナモータ４００との違いは、天板の形状にある。天板以外の部分の構造は、両者で同じである。
【００２７】
図５のポリゴンミラースキャナモータ４００は、天板４０１を備えている。天板４０１は、ポリゴンミラー１１２の上面に接して配置されている。天板４０１のポリゴンミラー１１２に接する面は、平坦であり、その反対側の面（図の上面）は、内周側が平坦部４０１ａ、外周側が傾斜部４０１ｂを有している。平坦部４０１ａは、径方向における厚みが一様な部分である。傾斜部４０１ｂは、外縁方向に向かって下る傾斜構造を有し、厚みが徐々に薄くなる構造を有している。すなわち、傾斜部４０１ｂは、回転軸に垂直な方向から見て、一方の面（ポリゴンミラー１１２に対向する面）が平坦で、他方の面（ポリゴンミラー１１２に対向しない面）が外縁に向かって徐々に厚みが薄くなるテーパ状の断面形状を有している。なお、天板１１３と天板４０１の軸方向から見た形状および寸法は、両者で同じである。
【００２８】
天板４０１の構造を採用した場合も、図１の天板１１３を採用した場合と同様に、傾斜部４０１ｂを設けない場合に比較して、動作時の騒音を抑えることができる。
【００２９】
図６には、発明の実施形態のポリゴンミラースキャナモータ４００の回転時における空気の流れが概念的に示されている。この場合、天板４０１の平坦部４０１ａ→傾斜部４０１ｂと気流は流れる。ここで、傾斜部４０１ｂの部分は外側に向かって下る向きに傾斜しているので、この傾斜が存在せず平坦である場合（図４（Ｂ）の場合）に比較して、気流が図の上下方向に広がろうと流れる状態となる。この結果、符合４０２で示されるように気流が上下に拡散し、傾斜部４０１ｂが存在せず平坦である場合に比較して天板４０１の側面に回り込む気流の流量が減少する。このため、傾斜部４０１ｂが存在せず平坦である場合に比較して風切り音の発生が抑えられる。
【００３０】
３．第３の実施形態
本実施形態は、ポリゴンミラーの上下（軸方向における両側）に風切り音低減板を配置した構造に関する。図７には、ポリゴンミラースキャナモータ５００が示されている。ポリゴンミラースキャナモータ５００において、図１と同じ符号の部分は、図１の場合と同じである。以下、図７に示すポリゴンミラースキャナモータ５００が図１のポリゴンミラースキャナモータ１００と異なる部分について説明する。
【００３１】
ポリゴンミラースキャナモータ５００は、ポリゴンミラーの１１２の上側に円盤形状の天板５０１を備えている。天板５０１は、平坦部５０１ａと傾斜部５０１ｂを有している。平坦部５０１ａは、図１の平坦部１１３ａに対応し、傾斜部５０１ｂは、図１の傾斜部１１３ｂに対応する構造を有している。ポリゴンミラー１１２を挟んだ天板５０１の反対側（ポリゴンミラー１１２の下側）には、下側板５０２が配置されている。下側板５０２は、天板５０１の上下を反転させたもので、平坦部５０２ａと傾斜部５０２ｂを有している。下側板５０２は、ポリゴンミラー１１２に接する面が平坦であり、その反対側（図の下面）の傾斜部５０２ｂの部分が、外縁に行く程、図の下方向に盛り上がった形状を有している。すなわち、天板５０１および下側板５０２は、外縁に向かって厚みが増大するように一方の面が傾斜し、他方の面が平坦なテーパ状の断面形状を有している。
【００３２】
下側板５０２の平坦部５０２ａは、ロータフレーム５０３の円盤部分５０３ａに接触している。円盤部分５０３ａの外縁からは軸方向に円筒部分５０３ｂが延在している。円筒部５０３ｂの内側には、ロータマグネット５０４が固定されている。ロータフレーム５０３は、シャフト１０５に固定されている。その他の部分の構造は、図１のポリゴンミラースキャナモータ１００と同じであるので、説明は省略する。
【００３３】
ポリゴンミラースキャナモータ５００は、回転時において、図の下方からポリゴンミラー１１２の側面方向に回り込む気流が、傾斜部５０２ｂが存在することで分散され、風切り音が抑制される。勿論、天板５０１の作用による静音化の作用も得られる。この構造は、ロータフレームの外径よりもポリゴンミラー１１２の外径が大きい場合の静音化の構造として有用となる。
【００３４】
４．第４の実施形態
本実施形態は、ポリゴンミラーの上下（軸方向における両側）に風切り音低減板を配置した他の構造に関する。図８には、ポリゴンミラースキャナモータ６００が示されている。ポリゴンミラースキャナモータ６００において、図７と同じ符号の部分は、図７の場合と同じである。以下、図８に示すポリゴンミラースキャナモータ６００が図７のポリゴンミラースキャナモータ５００と異なる部分について説明する。
【００３５】
ポリゴンミラースキャナモータ６００は、円盤形状の天板６０１を備えている。天板６０１は、平坦部６０１ａと傾斜部６０１ｂを有している。平坦部６０１ａは、図５の平坦部４０１ａに対応し、傾斜部６０１ｂは、図５の傾斜部４０１ｂに対応する構造を有している。ポリゴンミラー１１２を挟んだ天板６０１の反対側（ポリゴンミラー１１２の下側）には、下側板６０２が配置されている。
【００３６】
下側板６０２は、天板６０１の上下を反転させたもので、平坦部６０２ａと傾斜部６０２ｂを有している。下側板６０２は、ポリゴンミラー１１２に接する面が平坦であり、その反対側（図の下面）の傾斜部６０２ｂの部分が、外縁に行く程厚みが薄くなる傾斜形状を有している。すなわち、天板６０１および下側板６０２は、外縁に向かって厚みが減少するように一方の面が傾斜し、他方の面が平坦なテーパ状の断面形状を有している。そして、下側板６０２の平坦部６０２ａは、ロータフレーム５０３の円盤部分５０３ａに接触している。ロータフレーム５０３に係る構造は、図７のポリゴンミラースキャナモータ５００と同じである。
【００３７】
ポリゴンミラースキャナモータ６００は、回転時において、図の下方からポリゴンミラー１１２の側面方向に回り込む気流が、傾斜部６０２ｂが存在することで分散され、風切り音が抑制される。勿論、天板６０１の作用による静音化の作用も得られる。この構造は、ロータフレームの外径よりもポリゴンミラー１１２の外径が大きい場合の静音化の構造として有用となる。
【００３８】
５．（その他）
図１に示す例示において、ポリゴンミラー１１２と天板１１３の固定には、バネ１１４をシャフト１０５に圧入した構造に限定されず、ネジで固定する構造、シャフト１０５に溝を設けてＣ型止め輪等を用いて固定する構造であってもよい。軸受方式は流体軸受でなく、他の軸受（ボールベアリング、空気軸受等）でもよい。モータの形式は、例示したアウターロータ型に限定されず、インナーロータ型、平面対向型、周対向型等の構造であってもよい。また、駆動方式（全波/半波）も特定の方式に限定されない。天板１１３の材料も特定の材料に限定されない。例えば、天板１１３の材料としてプレス加工が可能な材料も用いることで、コストアップを避けることができる。ポリゴンミラー１１２を乗せる回転部材（ロータフレーム１１０）は一体構成でなく、複数の部材により構成される構造であってもよい。その際、上記回転部材側の外径をミラー外径よりも大きくする方が、静音効果が高くなる。
【００３９】
天板１１３は軽い材料の方がよい。重さが少ない分、起動時間が短縮でき、起動時の温度上昇も抑えることができる。また、樹脂材でも温度変化による変形が無い限り、天板１１３を構成する材料として使用可能である。また、ポリゴンミラー１１２の材質として、アルミ材が一般的に用いられるが、天板１１３もアルミ材にすることで、温度変化による鏡面歪を抑えることが出来、更に天板１１３のテーパ形状をプレス加工で成形することができるので、コストアップを抑えることができる。これらの点は、図１以外の実施形態の場合も同じである。
【００４０】
本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、ポリゴンミラースキャナモータに利用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１００…ポリゴンミラースキャナモータ、１０１…ステータハウジング、１０２…ステータコア、１０３…ステータコイル、１０４…基板、１０５…シャフト、１０５ａ…動圧溝、１０５ｂ…動圧溝、１０６…流体軸受部、１０７…流体軸受部、１０８…スラスト受け板、１０９…固定板、１１０…ロータフレーム、１１０ａ…円盤部分、１１０ｂ…円筒部分、１１１…ロータマグネット、１１２…ポリゴンミラー、１１３…天板、１１３ａ…平坦部、１１３ｂ…傾斜部、１１４…バネ、２００…比較例のポリゴンミラースキャナモータ、４００…ポリゴンミラースキャナモータ、４０１…天板、４０１ａ…平坦部、４０１ｂ…傾斜部、５００…ポリゴンミラースキャナモータ、５０１…天板、５０１ａ…平坦部、５０１ｂ…傾斜部、５０２…下側板、５０２ａ…平坦部、５０２ｂ…傾斜部、５０３…ロータフレーム、５０３ａ…円盤部分、５０３ｂ…円筒部分、５０４…ロータマグネット、６０１…天板、６０１ａ…平坦部、６０１ｂ…傾斜部、６０２…天板、６０２ａ…平坦部、６０２ｂ…傾斜部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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